Fermilab inventează tehnologia bazată pe qubit pentru a căuta cu precizie materia întunecată

Toate teoriile despre crearea spațiului explică doar 4% din Universul observabil, iar restul este plin de întuneric.

materie şi energie întunecată.Aceste fenomene sunt cele mai derutante părți ale cosmosului și pot explica mișcarea stelelor și expansiunea universului. Dar până acum, oamenii de știință nu au reușit să observe acest așa-numit sector întunecat. Acum, cercetătorii speră să găsească o nouă forță care să conecteze sectorul întunecat cu materia obișnuită. Descoperirea va dezvălui din ce sunt făcute materia întunecată și energia, dacă există deloc.

Materia întunecată este o substanță invizibilă carereprezintă 85% din toată materia din Univers. Pentru a-l găsi, o colaborare a oamenilor de știință a dezvoltat versiuni supraconductoare ale qubiților. Ei vor putea detecta chiar și semnale slabe emise de două tipuri de particule subatomice ipotetice. Ei, la rândul lor, pot fi prezenți într-o parte invizibilă, dar omniprezentă a Universului - sectorul întunecat.

• Axion este considerat unul dintre candidații pentru rolul particulelor care alcătuiesc materia întunecată.

• Foton întunecat - Elementar hipotetico particulă, un presupus purtător al unei noi interacțiuni fundamentale, un analog al fotonilor pentru materia întunecată. Împreună cu gravitația, poate fi un „mediator” între materia obișnuită și cea întunecată, permițându-le să interacționeze între ele.

O nouă tehnică de căutare a materiei întunecate de 36 de orimai sensibile la aceste particule decât limita cuantică - standardul măsurătorilor cuantice convenționale, permițând căutarea unei substanțe necunoscute să fie efectuată de 1000 de ori mai rapid orice cantitate descrisă de un operator care nu face naveta cu sine în momente diferite.

Cilindrul albastru din această diagramă reprezintăeste un rezonator supraconductor cu microunde folosit pentru a stoca un semnal de materie întunecată. Violetul este un qubit. Valoarea se referă la numărul de fotoni numărați. Dacă materia întunecată a plasat cu succes un foton în rezonator, ieșirea va fi 1. Nici o depunere a unui foton nu va duce la o măsurare 0. Foto: Akash Dixit, Universitatea din Chicago.

Într-o nouă metodă de detectare a fotonilorsunt destinati qubiții. Ele vor fi produse prin interacțiunea particulelor de materie întunecată cu un câmp electromagnetic. Avantajul utilizării qubiților ca detectoare în locul tehnologiei tradiționale este mecanismul lor de interacțiune cu fotonii. 

Metodă prezentată în Physical ReviewLetters, explorează fotonul fără a-l distruge. Măsurătorile repetate ale aceluiași foton pe parcursul a 500 de microsecunde din durata de viață oferă „asigurare” împotriva citirilor eronate. Această caracteristică este cea care promite succesul noii tehnici de căutare a materiei întunecate.

Citeste mai mult

A fost creată prima hartă exactă a lumii. Ce este în neregulă cu toți ceilalți?

Uranus a primit statutul de cea mai ciudată planetă din sistemul solar. De ce?

NASA a spus cum vor livra mostre de Marte pe Pământ